原創： 管長龍 譯 愛可生開源社區 3天前

作者：Satya Bodapati

從 MySQL 5.7 開始，開發人員改變了 InnoDB 構建二級索引的方式，采用自下而上的方法，而不是早期版本中自上而下的方法了。在這篇文章中，我們將通過一個示例來說明如何構建 InnoDB 索引。最后，我將解釋如何通過為 innodb_fill_factor 設置更合適的值。

索引構建過程

在有數據的表上構建索引，InnoDB 中有以下幾個階段：

1.讀取階段(從聚簇索引讀取并構建二級索引條目)

2.合并排序階段

3.插入階段(將排序記錄插入二級索引)

在 5.6 版本之前，MySQL 通過一次插入一條記錄來構建二級索引。這是一種“自上而下”的方法。搜索插入位置從樹的根部(頂部)開始并達到葉頁(底部)。該記錄插入光標指向的葉頁上。在查找插入位置和進行業面拆分和合并方面開銷很大。從MySQL 5.7開始，添加索引期間的插入階段使用“排序索引構建”，也稱為“批量索引加載”。在這種方法中，索引是“自下而上”構建的。即葉頁(底部)首先構建，然后非葉級別直到根(頂部)。

示例

在這些情況下使用排序的索引構建：

• ALTER TABLE t1 ADD INDEX(or CREATE INDEX)
• ALTER TABLE t1 ADD FULLTEXT INDEX
• ALTER TABLE t1 ADD COLUMN, ALGORITHM = INPLACE
• OPIMIZE t1

對于最后兩個用例，ALTER 會創建一個中間表。中間表索引(主要和次要)使用“排序索引構建”構建。

算法

在 0 級別創建頁，還要為此頁創建一個游標

使用 0 級別處的游標插入頁面，直到填滿

頁面填滿后，創建一個兄弟頁(不要插入到兄弟頁)

為當前的整頁創建節點指針(子頁中的最小鍵，子頁碼)，并將節點指針插入上一級(父頁)

在較高級別，檢查游標是否已定位。如果沒有，請為該級別創建父頁和游標

在父頁插入節點指針

如果父頁已填滿，請重復步驟 3, 4, 5, 6

現在插入兄弟頁并使游標指向兄弟頁

在所有插入的末尾，每個級別的游標指向最右邊的頁。提交所有游標(意味著提交修改頁面的迷你事務，釋放所有鎖存器)

為簡單起見，上述算法跳過了有關壓縮頁和 BLOB(外部存儲的 BLOB)處理的細節。

通過自下而上的方式構建索引

為簡單起見，假設子頁和非子頁中允許的 最大記錄數為 3

CREATE TABLE t1 (a INT PRIMARY KEY, b INT, c BLOB);INSERT INTO t1 VALUES (1, 11, 'hello111');INSERT INTO t1 VALUES (2, 22, 'hello222');INSERT INTO t1 VALUES (3, 33, 'hello333');INSERT INTO t1 VALUES (4, 44, 'hello444');INSERT INTO t1 VALUES (5, 55, 'hello555');INSERT INTO t1 VALUES (6, 66, 'hello666');INSERT INTO t1 VALUES (7, 77, 'hello777');INSERT INTO t1 VALUES (8, 88, 'hello888');INSERT INTO t1 VALUES (9, 99, 'hello999');INSERT INTO t1 VALUES (10, 1010, 'hello101010');ALTER TABLE t1 ADD INDEX k1(b);

InnoDB 將主鍵字段追加到二級索引。二級索引 k1 的記錄格式為(b, a)。在排序階段完成后，記錄為：

(11,1), (22,2), (33,3), (44,4), (55,5), (66,6), (77,7), (88,8), (99,9), (1010, 10)

初始插入階段

讓我們從記錄 (11,1) 開始。

在 0 級別(葉級別)創建頁

創建一個到頁的游標

所有插入都將轉到此頁面，直到它填滿了

箭頭顯示游標當前指向的位置。它目前位于第 5 頁，下一個插入將轉到此頁面。

還有兩個空閑插槽，因此插入記錄 (22,2) 和 (33,3) 非常簡單

對于下一條記錄 (44,4)，頁碼 5 已滿(前面提到的假設最大記錄數為 3)。這就是步驟。

頁填充時的索引構建

創建一個兄弟頁，頁碼 6

不要插入兄弟頁

在游標處提交頁面，即迷你事務提交，釋放鎖存器等

作為提交的一部分，創建節點指針并將其插入到 【當前級別 + 1】 的父頁面中(即在 1 級別)

節點指針的格式 (子頁面中的最小鍵,子頁碼) 。第 5 頁的最小鍵是 (11,1) 。在父級別插入記錄 ((11,1)，5)。

1 級別的父頁尚不存在，MySQL 創建頁碼 7 和指向頁碼 7 的游標。

將 ((11,1)，5) 插入第 7 頁

現在，返回到 0 級并創建從第 5 頁到第 6 頁的鏈接，反之亦然

0 級別的游標現在指向兄弟頁，頁碼為 6

將 (44,4) 插入第 6 頁

下一個插入 - (55,5) 和 (66,6) - 很簡單，它們轉到第 6 頁。

插入記錄 (77,7) 類似于 (44,4)，除了父頁面 (頁面編號 7) 已經存在并且它有兩個以上記錄的空間。首先將節點指針 ((44,4),8) 插入第 7 頁，然后將 (77,7) 記錄到同級 8 頁中。

插入記錄 (88,8) 和 (99,9) 很簡單，因為第 8 頁有兩個空閑插槽。

下一個插入 (1010,10) 。將節點指針 ((77,7),8) 插入 1級別的父頁(頁碼 7)。

MySQL 在 0 級創建同級頁碼 9。將記錄 (1010,10) 插入第 9 頁并將光標更改為此頁面。

以此類推。在上面的示例中，數據庫在 0 級別提交到第 9 頁，在 1 級別提交到第 7 頁。

我們現在有了一個完整的 B+-tree 索引，它是自下至上構建的！

索引填充因子

全局變量 innodb_fill_factor 用于設置插入 B-tree 頁中的空間量。默認值為 100，表示使用整個業面(不包括頁眉)。聚簇索引具有 innodb_fill_factor=100 的免除項。 在這種情況下，聚簇索引也空間的 1 /16 保持空閑。即 6.25% 的空間用于未來的 DML。

值 80 意味著 MySQL 使用了 80% 的頁空間填充，預留 20% 于未來的更新。

如果 innodb_fill_factor=100 則沒有剩余空間供未來插入二級索引。如果在添加索引后，期望表上有更多的 DML，則可能導致業面拆分并再次合并。在這種情況下，建議使用 80-90 之間的值。此變量還會影響使用 OPTIMIZE TABLE 和 ALTER TABLE DROP COLUMN, ALGOITHM=INPLACE 重新創建的索引。

也不應該設置太低的值，例如低于 50。因為索引會占用浪費更多的磁盤空間，值較低時，索引中的頁數較多，索引統計信息的采樣可能不是最佳的。優化器可以選擇具有次優統計信息的錯誤查詢計劃。

排序索引構建的優點

沒有頁面拆分(不包括壓縮表)和合并

沒有重復搜索插入位置

插入不會被重做記錄(頁分配除外)，因此重做日志子系統的壓力較小

缺點

ALTER 正在進行時，插入性能降低 Bug＃82940，但在后續版本中計劃修復。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的创建二级索引_技术分享 | InnoDB 排序索引的构建的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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